HAROLD RUIZ HENAO MEDIDAS VOLUMÉTRICAS PARA NORMATIZAÇÃO DO LOBO TEMPORAL ANTERIOR E HIPOCAMPO E CORRELAÇÃO COM OUTRAS MEDIDAS DE ESTRUTURAS CEREBRAIS, UTILIZANDO IMAGENS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA EM CRIANÇAS SEM ALTERAÇÕES NEUROLÓGICAS. Dissertação apresentada à Universidade Federal de São Paulo – Escola Paulista de Medicina para a obtenção do Certificado de conclusão do Curso de Mestrado em Radiologia Clínica. SÃO PAULO 2007
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HAROLD RUIZ HENAO MEDIDAS VOLUMÉTRICAS PARA … · temporal anterior e hipocampo e correlaÇÃo com outras medidas de estruturas cerebrais, utilizando imagens de ressonÂncia magnÉtica
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HAROLD RUIZ HENAO
MEDIDAS VOLUMÉTRICAS PARA NORMATIZAÇÃO DO LOBO TEMPORAL ANTERIOR E HIPOCAMPO E CORRELAÇÃO COM OUTRAS MEDIDAS DE ESTRUTURAS CEREBRAIS, UTILIZANDO IMAGENS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA EM CRIANÇAS SEM ALTERAÇÕES NEUROLÓGICAS.
Dissertação apresentada à Universidade Federal de
São Paulo – Escola Paulista de Medicina para a
obtenção do Certificado de conclusão do Curso de
Mestrado em Radiologia Clínica.
SÃO PAULO
2007
HAROLD RUIZ HENAO
MEDIDAS VOLUMÉTRICAS PARA NORMATIZAÇÃO DO LOBO TEMPORAL ANTERIOR E HIPOCAMPO E CORRELAÇÃO COM OUTRAS MEDIDAS DE ESTRUTURAS CEREBRAIS, UTILIZANDO IMAGENS DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA EM CRIANÇAS SEM ALTERAÇÕES NEUROLÓGICAS.
Dissertação apresentada à Universidade Federal de
São Paulo – Escola Paulista de Medicina para a
obtenção do Certificado de conclusão do Curso de
Mestrado em Radiologia Clínica.
Orientador: Prof. Dr. Henrique M. Lederman. Co-Orientador: Dr. Henrique Carrete
SÃO PAULO
2007
Henao, Harold Ruiz. Medidas volumétricas para normatização do lobo temporal anterior e hipocampo e correlação com outras medidas de estruturas cerebrais, utilizando imagens de ressonância magnética em crianças sem alterações neurológicas. / Harold Ruiz Henao. -- São Paulo, 2007.
xi, 60f. Dissertação (Monografia) – Universidade Federal de São Paulo. Escola
Paulista de Medicina. Programa de Pós-graduação em Radiologia Clínica. Título em inglês: Measurements of volumetry for normalization of anterior
temporal lobe and hippocampus and correlation with others cerebral structures using images of magnetic resonance in children without neurologic disorders
1. Volumetria. 2.Normatização. 3. Ressonância Magnética. 4. esclerose do hipocampo. 5. Atrofia do lobo temporal anterior. 6. Cefaléia crônica diária.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO
ESCOLA PAULISTA DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE DIAGNÓSTICO POR IMAGEM
Chefe do Departamento: Prof. Dr. Sergio Ajzen
Coordenador do Curso de Pós-graduação em Radiologia Clínica: Prof. Dr. Giuseppe D’Ippolito
Dedicatória Aos meus pais, Álvaro e Nelly, e à minha irmã, Liliana, pelo amor oferecido durante
todos os anos de minha vida.
A meu amor, Elizabeth, companheira e cúmplice dos bons e maus momentos, que
me apoiou durante o curso de Pós-graduação. Por meio dela, recebi uma dádiva de
ser pai de um lindo menino, saudável, o nosso filho Luis Felipe.
A meu filho maior, Juan David, que suportou o estresse do meu trabalho de
pesquisa.
Agradecimentos
Ao meu orientador e educador, Prof. Dr. Manoel Henrique Lederman, que
tanto me auxiliou no desenvolvimento deste trabalho. É uma referência como pessoa
e profissional.
Ao Dr. Henrique Carrete, meu Co-Orientador por sua colaboração.
Ao Doutor e estatístico Alexandre Aguiar. Estatístico da Sociedade de
Desenvolvimento da Medicina da UNIFESP-EPM, por sua colaboração na análise
estatística dos dados recolhidos.
Ao Prof. Dr. Deusvenir de Souza Carvalho e à Dra. Mariana Pereira, Chefe e
Doutorando do setor de investigação e tratamento da cefaléia infantil da disciplina da
Neuroclínica do Hospital São Paulo. Escola Paulista de Medicina. Unifesp.
A toda equipe de técnicos da Ressonância Magnética, pela colaboração, pelo
apoio e atenção de sempre.
SUMÁRIO Dedicatória................................................................................................................................... ivAgradecimentos......................................................................................................................... vListas de Figuras....................................................................................................................... viiLista de Abreviaturas............................................................................................. viiiListas de Tabelas................................................................................................... xiListas de Gráficos................................................................................................... xiiResumo.................................................................................................................... xiii1 INTRODUÇÃO 11.1 Anatomia do lobo temporal e do hipocampo.............................................................. 21.2 Indicações para a realização de medidas volumétricas utilizando imagens por ressonância Magnética.................................................................................... 61.2.1 Intensidade de sinal aumentado no hipocampo.................................................... 61.2.2 Redução de tamanho do hipocampo........................................................................ 61.2.3 Atrofia da substância branca adjacente ao hipocampo....................................... 61.2.4 Alargamento do corno temporal................................................................................. 71.2.5 Limites reduzidos da substância branca cinzenta temporal............................... 71.2.6 Redução de tamanho do lobo temporal.................................................................... 72.0 OBJETIVOS....................................................................................................... 93.0 METODOS...................................................................................................................... 10
3.5 Segmentação, Volumetria e Normalização do hipocampo.................................... 153.5.1 Circunferência da cabeça................................................................................ 153.5.2 Estimação do volume cerebral utilizando a área cerebral.............................. 163.5.3 Estimação do volume intracraniano “Método da Esfera................................. 17
3.5.4 Medidas de estruturas cerebrais para determinar associação com o volume cerebral......................................................................................................
Tabela 3 Coeficientes de correlação calculados............................................. 25
Tabela 5 Diversos tamanhos de amostra para uma variedade de situações. 35
Lista de gráficos
Gráfico 1 Distribuição dos indivíduos, segundo volume cerebral estimado e
perímetro cefálico
26
Gráfico 2 Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e
área cerebral em corte coronal
26
Gráfico 3 Distribuição dos indivíduos, segundo volume cerebral estimado e
altura cerebral em corte coronal.
27
Gráfico 4 Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e área cerebral em corte axial.
27
Gráfico 5 Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e idade
28
Gráfico 6 Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e
área do corpo caloso
29
Gráfico 7 Distribuição dos indivíduos, segundo volume cerebral estimado e área da protuberância da ponte cerebral
29
Gráfico 8 Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e
diâmetro A-P da ponte cerebral.
30
Gráfico 9 Distribuição dos indivíduos, segundo a Área do corpo caloso e
Idade.
31
Gráfico 10 Distribuição dos indivíduos, segundo Perímetro cefálico e Idade 32
Gráfico 11 Reta de regressão ajustada considerando o Perímetro cefálico e
Idade
33
Gráfico 12 Histograma com campana de Gauss ajustada considerando como variável dependente o Volume cerebral.
34
Gráfico 13 Gráfico de regressão ajustada de probabilidade cumulativa esperada e observada dos 47 indivíduos do estudo,
35
Resumo
Objetivo: Padronização de medidas volumétricas do lobo temporal anterior e
hipocampo, direitos e esquerdos em crianças com o propósito de estudar as estruturas
que são fundamentais no sistema límbico. Métodos: Foram selecionadas crianças, do
ambulatório da Neuropediatria, sem alterações neurológicas que realizaram ressonância
magnética de crânio, e que apresentavam cefaléia crônica diária, com exame normal.
Neste grupo além do exame de rotina foram realizadas seqüências para o lobo
temporal. O grupo de estudo consistiu de 47 pacientes, com idades entre 6 e 10 anos
de ambos os sexos. As medidas de volume do lobo temporal anterior e hipocampo,
bilateral, foram realizadas utilizando a estação de trabalho (Workstation) e os volumes
foram calculados em Cm3, O método de medida de volume foi feito por traçado da borda
dos lobos temporais anteriores e hipocampo, com imagens de reformatação coronal e
axial oblíquas de seqüências 3D ponderadas em T1, e obtidas com 1,5 mm de
espessura. Por causa de que pode haver diferencias do volume hipocampal e do lobo
temporal anterior, com respeito à idade, foi utilizado o método da esfera para a
normatização dos volumes dos hipocampos e dos lobos temporais pediátricos Todos
eles apresentavam exame clínico e neuropsiquiátrico normal e em nenhum havia
antecedentes de convulsões nem de ingestão prolongada de glucocorticoides. Os
estudos foram vistos consecutiva ou simultaneamente por um médico radiologista em
duas ocasiões, numa estação de trabalho e de idêntico modo. Os resultados se
tabularam tendo em conta o perímetro cefálico, idade, e os volumes obtidos, e foram
analisados mediante regressão simples sem transformarem variáveis, tomando como
dependente a idade entre 6 a 10 anos, e como variáveis dependentes ao volume do
lobo temporal anterior e hipocampo em ambos os sexos. Foram medidas as áreas do
corpo caloso e da protuberância da ponte, assim como a distância antero-posterior da
ponte cerebral, isto com o intuito de correlacionar estas medidas com o volume cerebral.
Discussão: Foi achada uma boa correlação entre o perímetro cefálico e o volume
cerebral. O anterior demonstra que o perímetro cefálico já é parte do volume cerebral.
Não foi achada correlação entre o volume do lobo temporal e hipocampo com o volume
cerebral. Conclusão: Foi observada uma associação significante do volume cerebral
com três variáveis (altura cerebral no corte coronal, área cerebral em corte axial e o
perímetro cefálico). A normatização por medidas volumétricas do lobo temporal anterior
e do hipocampo precisa continuar sendo estudadas para obter uma padronização
adequada.
1. INTRODUÇÃO
Os especialistas necessitam de uma medida volumétrica das estruturas para
que se consiga uma comparação entre estas com padrões populacionais pré-
estabelecidos. Esse tipo de informação é praticamente impossível de ser obtida
somente por inspeção visual.
Existem muitos sistemas comerciais desenvolvidos para o auxílio ao
diagnóstico clínico de lesões cerebrais, todos oferecendo várias ferramentas de
visualização, seleção de RÓI (Área de Interesse) e quantificação de imagens.
Várias destas ferramentas seriam úteis em centros de pesquisa universitários,
servindo assim a cada centro em particular. Como o Hospital São Paulo (EPM)
possui um centro de referência em pacientes com epilepsia e cefaléia crônica diária
em crianças, decidiu-se pelo desenvolvimento de uma ferramenta específica.
A proposta foi, então, o desenvolvimento de um método de auxílio ao
diagnóstico neurológico que viabilizasse a medida volumétrica de estruturas
cerebrais por imagens de Ressonância Magnética (RM), para padronizar o tamanho
do lobo temporal anterior e o hipocampo em crianças sem alterações neurológicas
que pudesse posteriormente auxiliar no diagnóstico de pacientes pediátricos com
esclerose mesial do lobo temporal.
Várias pesquisas indicam que as medidas volumétricas são importantes onde
há redução da área afetada, neste caso no lobo temporal e o hipocampo onde se
apresentam variações de volume associadas com alguns tipos de doenças, tais
como esquizofrenia, epilepsia, mal de Alzheimer, entre outras. Para a determinação
deste tipo de alterações são utilizadas as imagens por RM, as quais definem a
anatomia cerebral com uma boa precisão, fazendo disto um importante instrumento
de pesquisa (1).
As imagens por RM têm sido utilizadas em estudos biométricos da formação
hipocampal e do lobo temporal anterior por vários anos para investigar a relação
entre as medidas volumétricas, do lobo temporal anterior, baseadas por RM, e os
estágios patológicos envolvendo estas estruturas (2).
Jack e colaboradores (2) estabeleceram valores normativos de volumetria da
formação hipocampal direita e esquerda e dos lobos temporais anteriores em adultos
jovens entre 20 e 40 anos.
No entanto, nossa pesquisa tem sido feita para descrever as medidas
volumétricas do hipocampo e lobo temporal anterior em crianças mais novas, entre 6
e 10 anos.
A atrofia é uma conseqüência de perdas celulares que pode ser visualizada
em vida utilizando-se Tomografia Computadorizada (TC) ou Ressonância Magnética
(RM). (3).
Nas crianças a esclerose hipocampal, por outro lado, é uma patologia menos
comum que no adulto, encontrada em pacientes com epilepsia do lobo temporal e a
volumetria hipocampal pode fornecer uma medida direta da atrofia do hipocampo
associada com a esclerose hipocampal (4).
A importância de fazer as medidas volumétricas do hipocampo pediátrico é
porque está em fase de desenvolvimento, além que é pequeno e menos definido
que o hipocampo do adulto (5).
1.1 Anatomia do lobo temporal e do hipocampo
O lobo temporal humano está dividido por cinco giros e cinco sulcos. Os
cincos giros são superior, médio, inferior, fusiforme e o giro hipocampal (6). (Figura 1). Os cinco sulcos são superior, médio, inferior e o sulco rinal, com a fissura silviana
definindo o espaço dorsal da mesma, para o giro temporal superior.
O lobo temporal está formado como uma extensão longitudinal para abaixo do
sistema ventricular lateral, que está locado centralmente no lobo temporal. No
assoalho do lobo temporal posiciona-se o hipocampo (7). (Figura 2 e 3) A formação
do hipocampo, a qual é um componente de lobo temporal mesial, tem recebido
particular atenção devido ao seu papel em desordens de memória, e epilepsia.
(Figura 4 e 5).
O hipocampo forma um arco e tem três segmentos principais, de anterior a
posterior: Uma cabeça, orientada transversalmente com dilatação e elevação
chamada digitação hipocampal, o corpo, orientado sagitalmente, e uma cauda, mais
afilada, orientada transversalmente (8).
Figura 1. Imagens de ressonância magnética nuclear (RMN) usadas na
determinação de volumes de estruturas cerebrais. A; RMN coronal ponderada em
T2. B; RMN ponderada intermédia. C; RMN segmentada de A e B. D; caracterização
espacial mostrando a separação do CSF (azul), substância branca (cáqui), e a
Figura 07. As imagens por RM demonstram como os limites dos lobos temporais
anteriores são definidos. A; a definição do plano de imagem é feita sobre uma
imagem para sagital através da fissura silviana esquerda. As imagens coronais
oblíquas são adquiridas num plano perpendicular da fissura silviana esquerda.
A
As linhas do cursor marcam o limite anterior e posterior do lobo temporal. B; a
definição do limite posterior é feita de uma imagem sagital mediana. A linha do
cursor posterior demarca o plano coronal oblíquo através da comissura posterior
(seta), definindo o limite posterior dos lobos temporais anteriores (e formações
hipocampais).
Figura 08. As imagens por RM demonstram outro método para formatar o lobo
temporal anterior, e o hipocampo, respectivo. Observamos os contornos bem
definidos das estruturas no presente estudo, e colocamos uma linha de referencia ao
nível da região mais posterior da cissura silviana ou esplênio, e outra linha
perpendicular ao lobo temporal anterior (A), depois colocamos a imagem do
hipocampo num plano horizontal (B), que também é visto no plano coronal (C), e
axial (D), e imediatamente o programa reformata em planos axial e coronal, neste
caso a reformatação em plano axial (E), mostrando os lobos temporais anteriores,
bilateralmente de uma forma comparativa.
B C
D E
A
3.4 Medidas volumétricas
Cada aquisição foi transferida a uma estação de trabalho e analisada
utilizando um software (release 2; Phillips Medical Sistems). A cada série de dados
volumétricos, houve imagens com reconstrução multiplanar coronal, as quais foram
perpendiculares ao lobo temporal anterior, e criadas com intervalos setoriais de
espessura de corte de 1,5 milímetros e um fator de magnificação x 4, (13).(Figura 09).
Figura 09. Imagens de RM coronais num paciente de sexo feminino tomado de oito
níveis rosto caudais. A é o mais rostal e H é o mais caudal.
Nestas imagens de reconstrução multiplanar coronal, foi utilizada uma técnica
de segmentação semi-automática fazendo um traçado manual com um cursor
guiado por um “mouse 3D ao redor dos cortes da estrutura cerebral medida,”, o qual
aparece simultaneamente na mesma localização, em todos os planos visualizados, e
que permite fazer ao final a somatória de todos os cortes, para calcular o volume dos
lobos temporais anteriores direito e esquerdo (14). (Figura 10).
Figura 10. Os contornos do lobo temporal anterior usando pontos pré-selecionados
sobre uma imagem de reconstrução coronal numa criança de 8 anos de idade. A
haste temporal foi separada do resto do hemisfério traçando uma linha estendida
horizontalmente desde medial a lateral através da fissura coroidal, verticalmente
através da haste temporal desde o corno temporal ao aspecto inferior da porção
vertical da fissura silviana, e horizontalmente entre o opérculo frontal e temporal.
Nesta imagem traçamos os contornos do lobo temporal anterior ao nível do terço
anterior (A), terço médio (B) e braço do temporal (C). As imagens (D e E) nos
fornecem o valor da área medida em mm2 ,de cada corte traçado.
A margem lateral, inferior e medial dos lobos temporais anteriores, podem ser
bem delimitadas e diferenciadas podendo separar, por meio deste método o LTA do
resto do cérebro, e determinar a assimetria entre eles. Fazendo a somatória de
aproximadamente 20 a 25 cortes com 1,5 mm de espessura podemos avaliar melhor
o LTA. (Figura 11).
C A B C
D E
Figura 11. Desenho do lobo temporal anterior direito como resultado da somatória
de cortes, sendo aproximadamente de 20 a 25 cortes por paciente com espessura
de 1,5 mm.
3.5 Segmentação, volumetria e normatização do hipocampo.
No presente estudo de volume utilizei a técnica de segmentação,
quantificação e normatização, de tipo manual e semi-automática, pois não existem
estudos reportados com segmentação automática.
Por causa de que pode haver diferencias do volume hipocampal e do lobo
temporal anterior, com respeito à idade, vimos a necessidade de verificar os volumes
absolutos, pelo qual foram provados métodos alternativos, para a normatização dos
volumes dos hipocampos e lobos temporais anteriores pediátricos como objetivo de
achar uma medida independente da idade e uma correlação entre o volume cerebral
e o perímetro cefálico nas crianças de nosso estudo (5-15). Os métodos, em ordem
de complexidade ascendente, normatizaram os volumes relativos por:
3.5.1 Circunferência da cabeça.
O primeiro método permitiu fazer a medida da cabeça da criança, com uma
fita métrica, no momento da realização da RM (mostrado a seguir):
Esta medida foi corrigida utilizando os percentis padronizados da
circunferência da cabeça nas crianças masculinas e femininas como foi publicado
por Nelhaus (16), onde foi utilizado o valor do percentil 50 para a circunferência da
cabeça nas crianças estudadas.
NELHAUS, 1968, elaborou curvas de crescimento do perímetro cefálico,
segundo idade e sexo, do nascimento até os dezoito (18) anos, baseando-se em
estudos publicados de 1948 a 1965. Nas curvas, prevalecem crianças de médio
estrato social, originadas de estudos transversais e longitudinais de diferentes
grupos étnicos. Conclui que não existem diferenças significativas quanto à raça,
nacionalidade ou situação geográfica, considerando “normal” a medida do perímetro
cefálico que estiver entre os percentis dois (2) e noventa e oito (98),
correspondendo, esse intervalo, a +/- 2 DP.
O perímetro cefálico é um parâmetro antropométrico altamente relacionado
com o tamanho cerebral (volume cerebral).
No Brasil, o único estudo realizado foi feito por MARCONDES & MARQUES,
1983, onde representaram em curvas as medidas dos perímetros cefálicos em
crianças desde o período do nascimento aos trinta e seis (36) meses, por sexo.
3.5.2 Estimação do volume cerebral utilizando a área cerebral.
Foi feita a estimação da área cerebral, delineando a área intracranial, na
seqüência 3D em cortes coronais, (Figura 12), inicialmente formatando o cérebro
em plano sagital paralelo à comissura anterior com a posterior ao nível da linha
média cerebral, (A), posteriormente num plano coronal ao nível da comissura
anterior medimos a área cerebral excluindo os sulcos ou espaços subaracnóideos e
ventrículos (B e C).
Figura 12. Método de formatação paralelo à comissura anterior e posterior,
para determinar o volume cerebral medindo o perímetro interno num corte coronal ao
nível da comissura anterior. Figuras (B e C). Neste caso específico a área cerebral
foi de 10480,9 mm2 ou 1,04 litros.
3.5.2 Método da esfera
O outro método é baseado sobre a estimação do volume intracraniano
utilizando o Método da esfera, onde é medido o radio da altura cerebral que
corresponde à metade da altura total e a área cerebral em plano axial ao nível dos
cornos fontrais dos ventrículos laterais, multiplicado por uma constante que seria 4/3.
Em poucas palavras, o volume intracraniano (VI), é modelado pelo método
geométrico da esfera onde o cúmulo do valor intracranial é o diâmetro (Dm) da
esfera(33), cujo volume é: S m = π D m 3/6.
Utilizam-se dois cortes da RM, sendo o primeiro corte em axial ao nível do
corno frontal ventricular dado em mm2 (Figura 13 A), e o segundo corte em coronal
ao nível da comissura anterior, este último para medir o radio da altura cerebral
incluindo os lobos temporais dado em mm (Figura 13 B), cortes indicados para
realizar a medida em todos os pacientes.
A área total, A m = π Dm 2/4, inclui tanto o cérebro como a cissura silviana nos
cortes indicados. O volume hipocampal corrigido foi programado como:
VD = Vm (S1/Sm)
A C B
Onde o S1 é o volume da esfera intracranial como programado desde uma
regressão linear do volume da esfera com respeito à idade. A validade e
confiabilidade deste método têm sido descritas previamente (5).
Figura 13. Medidas utilizadas no método da esfera para determinar o volume
cerebral. A; Medida do perímetro cerebral interno no plano axial ao nível do corno
frontal dos ventrículos laterais, numa criança de 8 anos. B; neste caso específico a
altura encefálica foi de 106,7mm.
O primeiro passo para definir os limites do hipocampo pela ressonância
magnética foi identificando cada corte feito contendo o hipocampo desde a região
anterior até a posterior.
O hipocampo pediátrico tem aproximadamente 22 cortes, com 1,5 mm de
espessura, cada, que depois de serem identificados iniciamos a reformatação.
(Figura 14).
A B
Figura 14. Seções coronais perpendiculares ao lobo temporal anterior mostrando
desde a região mais anterior do hipocampo, correspondendo à amídala (A) até a
região mais posterior correspondendo ao fórnix (I). a: amídala; h:.hipocampo; u: uncus; f: fórnix; cs: cissura de Silvio; cm: corpos mamilares; to: trato óptico.
Nossas medidas do hipocampo incluíram a cabeça, o corpo e a cauda, o
complexo subcular, o giro dentado, o alvéolo, e a fimbria hipocampal.
Nós excluímos a amídala, o giro hipocampal, o istmo do giro cingulado, e a
cruz do fórnix. (5). (Figura 15 e 16).
A
B
C
D
E
F
G
H
I
a u h
f
a cs
cmto
Figura 15. Corte coronal, inicialmente, ao nível da cabeça do hipocampo (A), imediatamente por embaixo e posterior à amídala, passando pelo corpo (B e C), até
a cauda medialmente ao fórnix (D), visualizando os dois hipocampos e sendo
medido, neste exemplo, o direito, visando comparar com o hipocampo contra lateral,
para ter uma melhor referência da sua anatomia.
B
E F
D C
A B
Figura 16. Imagens de Ressonância Magnética em planos axial e sagital na
topografia do lobo temporal definindo o hipocampo direito como resultado da
somatória de aproximadamente 25 cortes com 1,5 mm de espessura.
3.6.4 MEDIDAS DE ESTRUTURAS CEREBRAIS PARA DETERMINAR ASSOCIAÇÃO COM O VOLUME CEREBRAL
As medidas das estruturas cerebrais, escolhidas no presente trabalho e
mostradas na figura 17, são baseadas em imagens de ressonância magnética,
muitas vezes corrigidas ou ajustadas pela variação normal do tamanho da cabeça;
pelo qual existem vários trabalhos que utilizam diferentes métodos de correção do
perímetro cefálico. Mathalon e colaboradores utilizam o coeficiente de correlação
das medidas volumétricas de diferentes estruturas cerebrais, e observam que estes
achados sugerem que a correção do perímetro cefálico melhora a correlação com
critérios validos como com a idade e o estado diagnóstico. Na seguinte
apresentação, o perímetro cefálico é utilizado para calcular o volume intracranial
estimado incluindo três áreas de interesse como são a área do corpo caloso, a área
da protuberância cerebral e a medida antero-posterior da ponte cerebral.
A.
B.
C.
Figura 17. Medidas de estructuras cerebrais. A; área do corpo caloso. B; área da
protuberância da ponte cerebral. C; diâmetro antero-posterior da ponte cerebral,
tomando como referência anatômica o fastigium do cerebelo (seta) até o terço médio
anterior da protuberância da ponte cerebral.
4. RESULTADOS
4.1 ANÁLISE DESCRITIVA
A análise preliminar das variáveis foi realizada por intermédio do cálculo de
algumas medidas-resumo e pela construção de gráficos de dispersão.
A seguir podemos visualizar a descrição da amostra observada, segundo as
variáveis avaliadas.
Tabela 2. Medidas-resumo das variáveis avaliadas na pesquisa.
Área coronal cerebral 9819,58 7187,60 11872,90 1008,70
Área cerebral axial 16448,72 14812,60 19240,20 1333,89
Altura coronal cerebral 106,88 92,50 121,20 6,04
Área do corpo caloso 514,87 352,10 696,20 77,03
Área da protuberância da ponte cerebral 308,82 250,30 388,50 30,81
Diâmetro A-P da ponte cerebral 21,50 19,40 24,10 1,04
Volume cerebral estimado (método da esfera) 1175266,97 915472,50 1511281,56 147214,40
4.2 ANÁLISE INFERENCIAL
Passada a fase descritiva, de análise preliminar, procede-se à análise
inferencial, em que são aplicadas técnicas estatísticas adequadas à situação
apresentada para tomada de conclusões dentro de um controle do erro amostral.
Neste caso, o intervalo com 95% de confiança para a média foi estimado para cada
uma das variáveis estudadas, conforme ilustra a tabela a seguir:
Tabela 2. Intervalo com 95% de confiança para a média das variáveis estudadas.
Variáveis Intervalo: media ± erro amostral
Idade (anos) 8,11 ± 0,34
Perímetro cefálico 52,21 ± 0,47
Volume - Lobo direito 22,27 ± 0,49
Volume - Lobo esquerdo 22,24 ± 0,45
Volume - hipocampo direito 1716,18 ± 63,28
Volume - hipocampo esquerdo 1717,26 ± 57,14
Área coronal cerebral 9819,58 ± 288,38
Área cerebral axial 16448,72 ± 381,35
Altura coronal cerebral 106,88 ± 1,73
Área do corpo caloso 514,87 ± 22,02
Área da protuberância da ponte cerebral 308,82 ± 8,81
Diâmetro A-P da ponte cerebral 21,50 ± 0,30
Volume cerebral estimado (método da esfera) 1175266,97 ± 42087,92
Para estudar a associação entre o Volume cerebral estimado pelo método da
esfera e cada uma das outras medidas feitas, calculou-se o coeficiente de correlação
linear de Pearson. Os resultados obtidos encontram-se a seguir.
Tabela 3. Coeficientes de correlação calculados.
Variáveis Coeficiente de correlação
Intervalo de confiança
Idade (anos) 0,119 -0,174 0,393
Volume - hipocampo esquerdo 0,169 -0,124 0,435
Volume - hipocampo direito 0,198 -0,095 0,459
Área do corpo caloso 0,260 -0,030 0,509
Área da protuberância da ponte cerebral 0,291 0,005 0,534
Volume - Lobo direito 0,294 0,008 0,536
Diâmetro A-P da ponte cerebral 0,390 0,115 0,609
Volume - Lobo esquerdo 0,505 0,254 0,692
Perímetro cefálico 0,702 0,520 0,823
Área coronal cerebral 0,838 0,725 0,907
Altura coronal cerebral 0,855 0,752 0,917
Área cerebral axial 0,934 0,884 0,963
Ajustando-se um modelo de regressão linear simples aos dados, verifica-se que não
há associação entre Idade e Volume cerebral (p=0,424) para uma amostra pequena.
Desta forma, não tem sentido o ajuste do modelo de regressão linear.
A análise de correlação mostrou que o perímetro cefálico, a área cerebral em
corte coronal, a área cerebral em corte axial e altura coronal exibiram correlações
superiores a 0,5 com o volume cerebral (Tabela 4). A natureza linear da correlação
fica evidente pela observação dos gráficos de dispersão (Figuras 1 a 4).
Gráfico 01. Distribuição dos indivíduos, segundo volume cerebral estimado e
perímetro cefálico. Coeficiente de correlação linear de Pearson = 0,702 (p<0,001).
Volume cerebral estimado
16000001500000
14000001300000
12000001100000
1000000900000
Perím
etro
cef
álic
o58
56
54
52
50
48
Gráfico 02. Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e área
cerebral em corte coronal. Coeficiente de correlação linear de Pearson =0, 838. , 6 0 0 0, 5 0 0 0, 0 0 0, 3 0 0 0, 0 0 0, 0 0 0, 0 0 0 00 , 9 0 0 0o u e c e e b a0 0 00 0 00 0 0 09 0 0 08 0 0 00 0 0e a c e e b a e c o t e c o o a
Vol
ume
cere
bral
Área cerebral em corte coronal
Gráfico 03. Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e altura
cerebral em corte coronal. Coeficiente de correlação linear de Pearson =0, 855.
Gráfico 04. Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e área
cerebral em corte axial. Coeficiente de correlação linear de Pearson =0, 934.
5.0000-5.000-10.000-15.000
Área cerebral em corte axial
0,15
0,10
0,05
0,00
-0,05
-0,10
-0,15
Volu
me
Cer
ebra
l
151050-5-10 -15 Altura cerebral
0,3
0,2
0,1
0,0
-0,1
-0,2
-0,3
Volu
me
cere
bral
Regressão parcial
Regressão parcial
Além da construção dos intervalos de confiança para todas as variáveis, a
relação conjunta entre outras variáveis foi investigada através do diagrama de
dispersão. Conforme pode se observar a seguir os gráficos de dispersão que não
tiveram correlação:
Gráfico 05. Distribuição dos indivíduos, segundo volume cerebral estimado e idade.
Coeficiente de correlação linear de Pearson = 0,119 (p=0,424).
Idade (anos)
11109876
Volu
me
cere
bral
est
imad
o
1600000
1500000
1400000
1300000
1200000
1100000
1000000
900000
Gráfico 06. Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e área
do corpo caloso. Coeficiente de correlação linear de Pearson = 0,260 (p=0,078)
Área do corpo caloso
800700600500400300
Volu
me
cere
bral
est
imad
o
1600000
1500000
1400000
1300000
1200000
1100000
1000000
900000
Gráfico 07. Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e área
da protuberância da ponte cerebral. Coeficiente de correlação linear de Pearson
=0,291 (p=0,047).
Área da protuberância da ponte cerebral
400380360340320300280260240
Volu
me
cere
bral
est
imad
o
1600000
1500000
1400000
1300000
1200000
1100000
1000000
900000
Gráfico 08. Distribuição dos indivíduos, segundo Volume cerebral estimado e
diâmetro A-P da ponte cerebral. Coeficiente de correlação linear de Pearson =0, 390
(p=0,007).
Diâmetro A-P da ponte cerebral
25242322212019
Volu
me
cere
bral
est
imad
o
1600000
1500000
1400000
1300000
1200000
1100000
1000000
900000
Gráfico 09. Distribuição dos indivíduos, segundo a Área do corpo caloso e Idade.
Coeficiente de correlação linear de Pearson = 0,137 (p=0,360).
Idade (anos)
11109876
Área
do
corp
o ca
loso
800
700
600
500
400
300
O estudo da relação entre o Perímetro cefálico e a Idade dos indivíduos foi feito
inicialmente através do diagrama de dispersão e posteriormente por intermédio do
ajuste do modelo de regressão linear simples (NETER, 1996), conforme se observa
a seguir:
Gráfico 10. Distribuição dos indivíduos, segundo Perímetro cefálico e Idade.
Idade (anos)
11109876
Perím
etro
cef
álic
o
58
56
54
52
50
48
Os resultados inferenciais revelaram uma tendência de associação entre Perímetro
cefálico e a Idade (p=0,056), conforme ilustra a equação a seguir:
Perímetro cefálico = 49,082 + 0,386.Idade
Gráfico 11. Reta de regressão ajustada considerando o Perímetro cefálico e Idade.
Idade (anos)
11109876
Perím
etro
cef
álic
o58
56
54
52
50
48
Ajustando-se um modelo de regressão linear múltipla aos dados, verificaram-se
inicialmente fatores de inflação da variância (FIV) elevados, maiores do que 4,0,
para área cerebral em corte coronal (VIF = 4,447) e altura cerebral (FIV = 4,181),
denotando elevada multicolinearidade entre estas variáveis. Com efeito, na matriz de
correlação, encontra-se uma correlação elevada entre essas duas variáveis (0,871; p
< 0,001). Neste momento optamos pela exclusão da variável área cerebral em corte
coronal que não alcançou significância estatística no modelo (p = 0,062). Foi então
ajustado o modelo definitivo.
A distribuição do resíduo estandardizado foi considerada normal quando
ajustada a uma distribuição z (média do resíduo = 0,0000; desvio padrão 0,967, para
valores respectivos esperados de 0,000 e 1,000). O erro-padrão do resíduo
estandardizado foi 0,015. A distribuição do resíduo é exibida no histograma da figura
12.
Gráfico 12. Histograma com campana de Gauss ajustada considerando como
variável dependente o Volume cerebral.
Foi feita uma campana de Gauss ajustada demonstrando que quando o resíduo da
amostra é baixo (próximo ao zero), as variáveis apresentam uma alta correlação.
O significado estatístico do resíduo é a diferença entre o valor calculado e o valor
esperado e quando estes valores são muito pequenos aproximam-se a uma
distribuição simétrica. Quando o resíduo é muito alto a amostra fica muito dispersa e
sem correlação estatística.
3210-1 -2
8
6
4
2
0
Freq
üênc
ia
Variável dependente: Volume Cerebral
Regressão de Resíduo estandartizado
Gráfico 13. Gráfico de regressão ajustada de probabilidade cumulativa esperada e
observada dos 47 indivíduos do estudo, considerando como variável dependente o
Volume cerebral. Onde o valor = 0 é o evento impossível e o valor = 1 é o evento
ocorrido. Este gráfico de dispersão da probabilidade normal cumulativa mostra um
desvio muito pequeno da normalidade na porção mediana da diagonal
1,00,80,60,40,20,0
Probabilidade cumulativa observada
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Prob
abili
dade
cum
ulat
iva
espe
rada
Este pequeno desvio da normalidade não tem significado clínico levando-se em
conta tratar-se de estudo piloto e consideramos o modelo bem ajustado aos dados.
Usando-se o modelo desenvolvido, calculou-se diversos tamanhos de amostra para
uma variedade de situações, devendo ser escolhido, no futuro, aquele que for mais
adequado para uso clínico (Tabela 5). Os cálculos foram feitos para o uso de 10
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Abstract
Purpose: To evaluate for volumetric measures the lobule temporal and
hippocampus, rights and left in children without neurological illnesses or that they do
not present epileptic manifestations originated of the mesial lobule temporary of
hippocampus, respective. Methods: Children had been selected, of the clinic of the
headache without neurological alterations that had carried through magnetic
resonance of skull, and that they presented daily chronic headache. In this group
beyond the routine examination sequences for the lobule temporal had been carried
through. The group of study consisted of 47 patients, with ages between 6 and 10
years fulfilled, and different sexes. The measures of volume of the lobule temporal
anterior and hippocampus, bilateral, had been carried through using the Workstation
and the volumes had been calculated in Cm3, The method of measure of volume was
made by tracing of the edge of lobule temporal and hippocampus, with images of
coronal and axial reformatação oblique lines of sequences 3D weighed in T1, and
gotten with 1,5 mm of thickness. All they presented clinical examination normal and
in none it had antecedents neither of convulsions nor of drawn out ingestion of
glucocorticoides. The studies had been seen consecutively or simultaneously by a
medical radiologist in two occasions, in a table of work and identical way. The results
if had tabulated having in account the cephalic perimeter, the age, and volumes, and
had been analyzed by means of simple regression without transforming of variables,
taking as dependent the age enters the 6 and 10 years, and as variables dependents
to the volume of the lobule temporal anterior and the hippocampus in both the sexes.
The areas of the corpus callosum and the lump had been measured of the Ponte, as
well as in the distance anterior-posterior of Ponte, this with intention to correlate
these measures with the cerebral volume. Discussion: It was found a good
correlation between the cephalic perimeter and the cerebral volume. It demonstrates
that the cephalic perimeter is already part of the cerebral volume. There was not
found a correlation between the volume of the lobule temporal and hippocampus and
the cerebral volume. Conclusion: a significant association of the cerebral volume with
three variables was observed (cerebral height in the coronal cut, cerebral area in
axial cut and the cephalic perimeter). The normatization for volumetric measures of
the lobule temporal and hippocampus needs to be studied to get an adequate
standartization.
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